高中化学专题3从矿物到基础材料第三单元含硅矿物与信息材料学案苏教版必修1.docVIP

第三单元　含硅矿物与信息材料 [学习目标定位]　1.知道硅在自然界的存在形式和硅酸盐产品的重要应用，会用氧化物的形式表示复杂硅酸盐的组成。2.知道硅及其重要化合物二氧化硅的性质及其应用。 一、硅酸盐与硅酸盐产品 1．硅酸盐的概念 由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 2．硅酸盐组成的表示 通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示其组成。例如：硅酸钠(Na2SiO3)：Na2O·SiO2； 长石(KAlSi3O8)：K2O·Al2O3·6SiO2。 3．最简单的硅酸盐——Na2SiO3 硅酸钠是一种白色固体，能溶于水，其水溶液俗称水玻璃。用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧，体现它具有阻燃的功能，因此可作防火剂。 按要求完成下列实验： (1)在盛有饱和硅酸钠溶液的试管中，滴加2～3滴酚酞溶液，观察到的现象是溶液变为红色；再滴加稀盐酸，观察到的现象是溶液由红色变为无色，有白色胶状沉淀生成，反应的化学方程式是Na2SiO3＋2HClH2SiO3↓＋2NaCl。 (2)若将少量二氧化碳通入饱和硅酸钠溶液中，观察到的现象是有白色胶状沉淀生成，反应的化学方程式是Na2SiO3＋CO2＋H2OH2SiO3↓＋Na2CO3。 4．三种常见的硅酸盐产品 硅酸盐产品 原料 主要设备 主要成分 水泥 石灰石、黏土 水泥回转窑 硅酸二钙 2CaO·SiO2、硅酸三钙 3CaO·SiO2、 铝酸三钙 3CaO·Al2O3 玻璃 纯碱、石灰石、石英 玻璃熔炉 普通玻璃Na2O·CaO·6SiO2 陶瓷 黏土 Al2O3·2SiO2·2H2O 1.用氧化物的形式表示硅酸盐组成的方法 (1)将硅酸盐中所有元素都写成氧化物(二氧化硅和氧化物组合)。氧化物的书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。 (2)氧化物之间以“·”隔开。 (3)在氧化物前面按化学式中的比例添加数字。 (4)书写原则：硅酸盐中各元素化合价及原子个数比保持不变。 2．硅酸钠及硅酸 (1)硅酸钠：化学性质相对稳定，不易腐蚀，不能燃烧，热稳定性强，其水溶液呈碱性，能与酸反应，其离子方程式为SiO＋2H＋H2SiO3↓。 (2)硅酸是难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸弱。硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色。 ①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3H2O＋SiO2。 ②硅酸能与强碱溶液反应：2NaOH＋H2SiO3Na2SiO3＋2H2O。 提醒　硅酸盐氧化物形式只表示硅酸盐的组成而不表示结构，不能认为硅酸盐是由氧化物混合而成的。 3．工业上制普通玻璃的主要反应 Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑ CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑ 1．《青花瓷》中所描绘的“瓶身描绘的牡丹一如你初妆”“色白花青的锦鲤跃然于碗底”等图案让人赏心悦目，但古瓷中所用颜料成分一直是个谜，近年来科学家才得知大多为硅酸盐，如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox，铜为＋2价)。下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是(　　) A．可用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2 B．性质稳定，不易脱色 C．易溶解于强酸和强碱 D．x等于6 答案　C 解析　“硅酸铜钡”能稳定存在说明其性质稳定，不易脱色，不易与酸、碱反应。“硅酸铜钡”中Ba为＋2价，Cu为＋2价，Si为＋4价，则x＝6，用氧化物形式表示为BaO·CuO·2SiO2，A、B、D均正确。 2．下列关于硅酸盐产品的说法正确的是(　　) A．玻璃、水泥属于硅酸盐产品，陶瓷不属于硅酸盐产品 B．普通玻璃的组成可表示为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2 C．生产水泥的主要原料是纯碱、石灰石和石英 D．生产玻璃的主要原料是黏土、石灰石 答案　B 解析　陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品；普通玻璃的组成不仅可用Na2O·CaO·6SiO2表示，还可表示为Na2SiO3·CaSiO3·4SiO2；生产水泥的主要原料是黏土、石灰石；生产玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英。 二、二氧化硅与信息材料 1．二氧化硅 (1)存在：沙子、石英、水晶、硅藻土等都是天然存在的二氧化硅。 (2)物理性质：熔、沸点高，硬度大，不溶于水。 (3)化学性质： ①酸性氧化物的通性： 与NaOH溶液反应：2NaOH＋SiO2Na2SiO3＋H2O； 与碱性氧化物(CaO)反应：CaO＋SiO2CaSiO3。 ②特性：与氢氟酸反应：SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O。 (4)用途：制作光学镜片、石英坩埚，还可用于制作光导纤维。 2．硅 (1)物理性质：晶体硅是一种带有金属光泽的灰黑色固体，根据其结构分析可知，晶体硅熔点高、硬度大、有脆性。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。 (2)化学性质：硅原子最外层有4个电子，得失电子都较难，化学性质不活泼。常温下，除与